初夏发生的一件重要事情是我最年长的研究生——亚历山德拉·西尔维斯特里（Alessandra Silvestri）——的毕业，她于5月15日成功答辩了她的论文，并将在夏末离开，前往麻省理工学院的物理系和卡夫利天体物理与空间研究所从事博士后研究。祝贺亚历山德拉！亚历山德拉的论文——《修正引力：宇宙加速与宇宙大尺度结构》——除其他内容外，还包含了一系列论文中获得的结果，她在这些论文中与合作者共同研究了如何寻找修正引力作为宇宙加速起源的观测特征，并将其与暗能量或宇宙学常数进行比较。虽然从各种宇宙加速模型中获得正确的宇宙膨胀历史（即宇宙大小随时间的变化）相对容易，但差异通常体现在结构增长的细节以及该结构如何影响宇宙微波背景辐射（CMB）方面。存在许多不同的重要效应，但其中一个特别有趣且异常容易解释的效应是积分萨克斯-沃尔夫（ISW）效应。以下是它的工作原理。在早期宇宙中，膨胀最终将光子波长拉伸到其能量过低而无法电离氢原子。这被称为退耦，在此之后，宇宙电中性，光本质上停止与物质相互作用，剩余的光子在宇宙中流淌。今天它们形成了CMB。在光子穿过宇宙（最终到达我们的探测器）的过程中，它们穿过物质的过密区域，这些区域由于引力的吸引作用正在变得更加致密。在穿过这样一个正在增长的过密区域时，光子在落入相关的势阱时获得能量，并在爬出势阱时失去能量（毕竟这是广义相对论，引力对光的影响就像它对有质量粒子的影响一样）。对于一个静态势阱，这些效应当然会相互抵消，就像一个球从对称碗的一侧滚动到另一侧时会精确地达到它开始时的高度一样。然而，在现实中，两个相互竞争的效应发生了——势阱由于引力吸引而增长，并由于膨胀的背景而变得更浅。因此，根据宇宙膨胀的方式，光子能量可能发生整体变化。过密区域的坍缩可以被认为是宇宙中一小部分物质主导区域的演化。如果背景演化是物质主导的，那么这将被膨胀率抵消，整体效应为零，就像静态势阱一样。然而，如果背景演化与物质主导不同，那么就会产生净效应。当光子穿过多个势阱时，这种效应会累积，并被称为ISW效应。由于我们现在知道宇宙的晚期演化并非物质主导，而是正在加速，ISW效应为我们提供了一个了解这种现象本质的可能视角。由于宇宙加速发生在最近的时期（为了将此效应与早期辐射主导时期发生的类似效应区分开来），我们将此效应称为晚期ISW效应（或里斯-夏马效应）。由于加速如此显著，净效应是势阱在光子穿过时衰减，这意味着光子出来时会产生轻微的净蓝移，相比它进入时。现在，由于结构形成的细节不仅取决于背景演化，还取决于宇宙中不同能量组分的聚类方式，以及过密区域本身所服从的方程，因此晚期ISW效应的大小和符号取决于宇宙加速的起源。例如，修正引力理论通常会在增长函数中引入尺度依赖性，这可用于区分此类模型与暗能量或宇宙学常数模型。因此，原则上，晚期ISW效应是一个强大的工具。在实践中，这非常难以实现，因为主要效应发生在宇宙的大尺度上，在那里宇宙方差（统计效应，不是我们）阻碍了对任何可能信号的解释。尽管如此，通过将微波背景测量与大尺度结构调查的数据进行交叉关联，我们可以取得进展。宇宙加速是一个巨大的谜团，但现代宇宙学也为我们提供了一套卓越的工具来探测它，并约束我们的理论方法。晚期ISW效应就是这些工具之一，它很好地说明了CMB——本身就是一个惊人的发现——现在正以许多不同的方式被用于探索我们宇宙模型的细节。
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